VÝZNAM VYŠŠÍ NADMOŘSKÉ Česká kinantropologie 2012, Vol. 16, č. 1, s. 11–17 VÝŠKY V BIATLONU – PŘEHLEDOVÁ STUDIE*
ADÉLA BOUDÍKOVÁ, JIŘÍ SUCHÝ Katedra pedagogiky, psychologie a didaktiky TV a sportu Fakulta tělesné výchovy a sportu, Univerzita Karlova v Praze SOUHRN Hlavním cílem přehledové studie je shrnout dostupné informace týkající se biatlonu a vyšší nadmořské výšky. K problematice využití vyšší nadmořské výšky v biatlonu existuje poměrně málo dostupné literatury, ale je možné ji rozšířit o poznatky z běhu na lyžích, protože obě vytrvalostní disciplíny využívají stejné lokomoce. V článku je zaměřena pozornost na změny fyziologických parametrů biatlonistů vyvolaných vyšší nadmořskou výškou nebo dopingem a na střelbu ve vyšší nadmořské výšce. Na základě publikovaných výzkumů se ukazuje, že vyšší nadmořská výška nemá pro přípravu biatlonistů tak zásadní význam jako pro běžce na lyžích. Zřejmě je to dáno dalším faktorem ovlivňujícím výkon biatlonisty, a to střelbou. Článek také zahrnuje výčet nadmořských výšek světových soutěží v biatlonu, z nichž některé se konají na hranici vyšší nadmořské výšky. Z těchto důvodů by bylo vhodné tréninku biatlonistů ve vyšší nadmořské výšce věnovat větší pozornost. Závěry přehledové studie mohou být podnětem nejen pro zamyšlení čtenáře, podkladem pro edukaci trenérů biatlonu, výuku specializace biatlonu, ale hlavně podkladem pro další výzkum. Klíčová slova: trénink ve vyšší nadmořské výšce, světové soutěže, střelba, běh na lyžích, doping. ABSTRACT The aim of this literature search is summary of available studies related to biathlon and high altitude. Biathlon belongs to aerobic sports which utilize a training at high altitude. Lots of studies apply to fitness training in hypoxic conditions and its effect to fysiological changes of organisms and increasing endurance of sportsmen in a lowland. Few informations are available about biathlon and high altitude but it is possible to compare cross country skiing and biathlon because both use the same locomotion. Article includes enumeration of geografic altitude of world biathlon competitions.
* Studie byla podpořena z prostředků Výzkumného záměru MŠMT ČR MSM0021620864 a Specifického vysokoškolského výzkumu 2012-265602. 11
Literature search contributes some results to sports theory and practice and could be used to education of trainers and specialisation of biathlon. Key words: training in high altitude, world competitions, shooting, cross country skiing, doping. ÚVOD Biatlon je zimní olympijský sport, který se skládá z běhu na lyžích volnou technikou a střelby z malorážné zbraně vleže a vstoje na 50 metrů vzdálený terč. Úkolem biatlonisty je v co nejkratším čase absolvovat na lyžích dané úseky, mezi nimiž musí co nejpřesněji a nejrychleji odstřílet jednotlivé položky na střelnici. Z těchto specifických nároků plyne celá řada požadavků, jež musí biatlonisté splnit a kterými se liší od sportovních střelců nebo běžců na lyžích. Zejména zklidnění po zátěži je nezbytné pro manipulaci se zbraní, zaujmutí správné polohy, míření a přesné spouštění a vyžaduje výbornou kondiční i psychickou připravenost sportovce (Zicháček, 2000). Běh na lyžích volnou technikou je řazen mezi sporty zahrnující zejména rychlostněvytrvalostní a silovou připravenost. Biatlon oproti běhu na lyžích vyžaduje vyšší silové schopnosti, protože každý biatlonista nese během závodu na zádech minimálně 3,5 kg těžkou zbraň (Rundell a Szmedra, 1998). Základem střelby je aktivace senzomotorických drah, které ovlivňují přesnost střelby prostřednictvím koordinace oko – ruka, práci na spoušti díky jemné motorice ruky a manipulaci se zbraní před, při a po vlastní střelbě (Fencl, 1979). Výstřel v okamžiku nejmenších výkyvů zbraně vyžaduje značné koordinační schopnosti a kvalita jeho provedení je podmíněna dlouhodobým tréninkem (Zicháček, 2000). Působení vyšší nadmořské výšky na sportovce bylo poprvé historicky studováno v souvislosti s přípravou na olympijské hry v Mexiku 1968 (např. Vaněk, 1968; Vogel, 1966). Zjistilo se, že dochází ke zlepšení předpokladů pro výkonnost ve sportech s převažujícím aerobním zatížením. Mezi tyto sporty patří také biatlon, pro který je příprava ve vyšší nadmořské výšce efektivní a v současné době nezbytná (Wilber, 2004). Sportovní výkonnost ve vyšších nadmořských výškách klade na člověka nároky odlišné od běžných podmínek nížin a středohoří. Se změnou nadmořské výšky se mění fyzikální podmínky, které různou měrou ovlivňují sportovní výkon a působí na organismus jako stresor (Dick, 1992). Adaptační proces zahrnuje celou řadu fyziologických změn týkajících se především plicního a srdečně-cévního systému, které jsou spolu úzce spjaty a vedou k nastavení nové rovnováhy organismu. Mezi nejdůležitější fyziologické změny vyvolané pobytem a tréninkem ve vyšší nadmořské výšce patří zvýšení alveolární ventilace a transportní kapacity kyslíku, tkáňové a acidobazické změny, změny v srdeční tepové frekvenci a další (Dovalil a kol., 1999). Nadmořská výška je pro potřeby sportovního tréninku rozdělena na nízkou (0–800 m n. m.), střední (800–1 800 m n. m.), vyšší (1 800–2 500 m n. m.) a vysokou (2 500–3 000 m n. m.) (Dovalil a kol., 1999). Všeobecně je přijímán fakt, že 1 300 m n. m. je minimální hranice, kdy dochází k určitým fyziologickým změnám organismu. Od 1 800 m n. m. jsou tyto změny zřetelnější a rozmezí 2 200–2 400 m n. m. je optimální nadmořská výška, ve které dochází k maximálnímu adaptačnímu efektu. V nadmořských výškách nad 3 000 m n. m. nelze trénovat v potřebné intenzitě zatížení, a proto nejsou z tréninkového hlediska efektivní (Pootmans, 1984). Adaptace na vyšší 12
nadmořskou výšku trvá jako komplexní proces přibližně 20 dnů, poté dochází ke stabilizaci organismu. V případě efektivní adaptace by měl sportovec přibližně dvacet dní po návratu z výšky dosahovat maximální výkonnosti. Sportovci by měla poklesnout klidová tepová frekvence, klidový minutový objem srdeční, tepenný krevní tlak a měla by se zvýšit vitální kapacita plic (Vogt a Hoppeler, 2010). CÍLE 1. Literární rešerše k problematice významu vyšší nadmořské výšky v biatlonu. 2. Souhrnný přehled nadmořských výšek biatlonových areálů zimních olympijských her (ZOH), mistrovství světa (MS) a světových pohárů (SP). METODIKA Přehledový článek byl sepsán na základě odborných studií dostupných z primárních databází ScienceDirect, Web of Science a Google Scholar. Informace byly hledány pomocí klíčových slov Biathlon, Altitude, Shooting, Cross country skiing. Data pro zpracování přehledu geografické polohy světových závodů v biatlonu byla čerpána z internetového zdroje (www.biathlon.com). Výběrovým kritériem primárních dokumentů, které byly použity pro vypracování této studie, byla jejich publikace v plném znění ve významných vědeckých časopisech a odborných monografiích. Přehledová studie byla vypracována podle Hendla (2007). VÝSLEDKY Biatlon a vyšší nadmořská výška Dostupných studií zabývajících se biatlonem nebo přípravou v hypoxických podmínkách je mnoho, ale jen málo z nich se věnuje problematice biatlonu a vyšší nadmořské výšce. Nejčastěji jsou sledovány změny krevních parametrů biatlonistů vyvolané hypoxickým tréninkem, čímž se zjišťuje zejména efektivita přípravy ve vyšší nadmořské výšce. Heinecke a kol. (2005) sledovali u několika elitních biatlonistů vliv třítýdenního pobytu a tréninku ve vyšší nadmořské výšce na změny koncentrace hemoglobinu a objemu erytrocytů. Zjistili, že se na konci třítýdenního pobytu ve vyšší nadmořské výšce statisticky významně (p < 0,05) zvýšila koncentrace hemoglobinu (muži: z 14,0±0,2 na 15,3±1,0 g.kg–1; ženy: z 13,0±1,0 na 14,2±1,3 g.kg–1). Hodnoty erytropoetinu se zvýšily ke 4. dni pobytu ve vyšší nadmořské výšce z 11,8±5,0 na 20,8±6,0 mU.ml–1. Po návratu do nížiny se relativně rychle snížila koncentrace hemoglobinu a objem erytrocytů. Hypoxie tedy měla pozitivní efekt, ale krátkodobý. Manfredini a kol. (2009) sledovali, jak korespondují krevní parametry s výkonností biatlonistů. Na základě nejlepšího běžeckého času, procentuálních zásahů terčů a krevních rozborů zjistili, že individuální změny koncentrace hemoglobinu neovlivňují zlepšení běžecké a střelecké výkonnosti. Opačný názor uvádí Casas a kol. (2000), Levine a Stray-Gundersen (1997), kteří tvrdí, že hypoxie u vytrvalostních sportů indukuje zvýšení dodávky a využití kyslíku prostřednictvím zvýšení množství erytrocytů, a tím vytváří předpoklady pro zlepšení výkonnosti. Výkonnost biatlonistů ale nezávisí pouze na kondičním výkonu jako u ostatních vytrvalostních sportů, ale také na střelbě, která nemusí být ovlivněna zvýšenou erytropoézou. 13
Někteří sportovci stimulují zvýšení tvorby erytrocytů, místo pobytu a tréninku ve vyšší nadmořské výšce, pomocí krevního dopingu. Závažné problémy nastaly roku 1996, kdy hladiny hemoglobinu běžců na lyžích dosahovaly výrazně vyšších hodnot než u osob žijících trvale ve vyšších nadmořských výškách (Videman a kol., 2000). Současná statistika uvádí, že z 50 nejlepších světových běžců na lyžích mělo 17 % abnormální hladiny hemoglobinu, přičemž pravděpodobnost výskytu výrazně zvýšené hladiny hemoglobinu u běžné populace je pouze 0,3 % (Stray-Gundersen a kol., 2003). Biatlonisté oproti běžcům na lyžích nedosahují tak často abnormálních koncentrací hemoglobinu (Manfredini, 2003). V letech 1993–2010 nebyl během soutěží u českých biatlonistů zjištěn žádný pozitivní dopingový nález (282 testovaných sportovců), narozdíl od běžců na lyžích (0,65 %; 5 pozitivních nálezů z 466 testovaných sportovců) (www.antidoping.cz). Trend zvyšování hematokritu za účelem vyššího vytrvalostního výkonu byl v letech 1994–2001 v biatlonu potlačen. Toto tvrzení dokládá tříletá studie podporovaná Mezinárodní biatlonovou unií (IBU), kdy v období 1994–1997 významně poklesla hodnota hematokritu u biatlonistů (z 48,04 %±2,36 na 46,33 %±1,91) a u biatlonistek (z 44,05 %±2,44 na 42,52 %±1,92) (Manfredini a kol., 1999). Na tuto studii navázala čtyřletá studie (1997–2001), během níž se opět ukázalo, že minimální počet biatlonistů překročil kritické hodnoty hematokritu (Manfredini a kol., 2003). Přesnějším ukazatelem zvýšení transportní kapacity kyslíku než hematokrit je koncentrace hemoglobinu v krvi. Ze znalosti hodnot hematokritu nelze posoudit, zda je zvýšena také koncentrace erytrocytů, tedy hemoglobinu. Hodnota hematokritu je u vytrvalostních sportovců snížena, protože vytrvalostním tréninkem dochází ke zvýšení objemu krevní plazmy, zejména z důvodu častější dehydratace (Ganong, 1993). Střelbou biatlonistů v hypoxických podmínkách se zabýval Půža (2006), který hodnotil efektivitu střelby vrcholových biatlonistek v závislosti na rozdílných nadmořských výškách závodních tratí na základě výsledků vrcholných akcí v letech 1996– 2005. Autor na rozdíl od Dovalila (1999) kategorizuje vyšší nadmořskou výšku ve větším rozpětí 1 500–3 000 m n. m. V této práci nebylo statisticky významně (p < 0,05) potvrzeno, že efektivita střelby závodnic ve vyšších nadmořských výškách je nižší. Věcná analýza prokázala její možný vliv. Nadmořské výšky světových biatlonových soutěží Historicky prvním závodem v biatlonu bylo MS v rakouském Saalfeldenu (roku 1958). I přes malou účast závodníků na tomto MS se zvyšovala členská základna, což přispělo k zařazení biatlonu do olympijského programu her v USA ve Squaw Valley (1960). Mistrovství světa (1984) a ZOH (1992) se mohly zúčastnit i ženy. Podle současných pravidel Světové lyžařské federace se mohou soutěže v biatlonu, běhu na lyžích a severské kombinaci konat maximálně v 1 800 m n. m. (www.fis-ski.com). Graf 1 uvádí procentuální zastoupení nadmořských výšek světových biatlonových soutěží za posledních 15 let a graf 2 geografické polohy ZOH od r. 1960. Biatlonové střelnice světových soutěží (SP, MS, ZOH) v letech 1995–2011 byly situovány v nadmořských výškách od 77 m n. m. (Khanty-Mansiysk, RUS) do 1 732 m n. m. (Salt Lake City, USA). Za posledních 15 let se konalo 65 % světových soutěží v biatlonových centrech v nadmořské výšce do 1 000 m n. m., 22 % v rozmezí 1 000–1 500 m n. m. a 13 % nad 1 500 m n. m. 14
Procentuální zastoupení světových závodů v různých nadmořských výškách (%)
100% 90%
1500-1800m n. m. 1000-1500m n. m.
80%
0-1000m n. m.
70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 95/96
00/01
05/06
10/11
Závodní sezóna (roční tréninkový cyklus)
Graf 2 Průměrná nadmořská výška biatlonových areálů ZOH pořádaných od r. 1960 do r. 2014 1 – Squaw Valley (1960), 2 – Innsbruck (1964), 3 – Grenoble (1968), 4 – Sapporo (1972), 5 – Innsbruck (1976), 6 – Lake Placid (1980), 7 – Sarajevo (1984), 8 – Calgary (1988), 9 – Albertville (1992), 10 – Lillehammer (1994), 11 – Nagano (1998), 12 – Salt Lake City (2002), 13 – Torino (2006), 14 – Vancouver (2010), 15 – Sochi (2014).
Průměrná nadmořská výška biatlonového areálu (m n. m.)
Graf 1 Procentuální zastoupení světových biatlonových soutěží (SP, MS, ZOH) konaných od závodní sezóny 1995–1996 do 2010–2011 ve třech rozmezích nadmořských výšek (0–1 000 m n. m., 1 000–1 500 m n. m. a 1 500–1 800 m n. m.) 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15
ZOH (od r. 1960 do r. 2014)
Graf 2
DISKUSE V současnosti existuje mnoho názorů a studií týkajících se problematiky tréninku ve vyšší nadmořské výšce, které nabývají na významu zejména u vytrvalostních disciplín. Z dostupných studií není zřejmé, proč nedosahují biatlonisté abnormálních koncentrací hemoglobinu jako běžci na lyžích. Obě vytrvalostní disciplíny, běh na lyžích i biatlon, využívají běhu na lyžích volnou technikou. Z tohoto důvodu by také pro biat1 lonisty mělo být výhodné dosahovat hraničních hodnot koncentrace hemoglobinu prostřednictvím pobytu a tréninku ve vyšší nadmořské výšce. Tato skutečnost je podle našeho názoru ovlivněna střelbou, jejíž úspěšnost zřejmě nemá vztah ke změnách 15
krevních parametrů, narozdíl od kondičních předpokladů sportovce. Tuto domněnku podporuje i nižší procento dopingových nálezů u biatlonistů. Česká i mezinárodní antidopingová asociace se na základě neoficiálních informací shodují v nutnosti častějšího odběru kontrolních vzorků u běžců na lyžích než u biatlonistů z důvodu vyššího zneužívání zakázaných látek. Někteří čeští trenéři biatlonu dokonce tvrdí, že střelecká příprava ve vyšší nadmořské výšce není vhodná, protože dojde k dlouhodobější destabilizaci střeleckých výkonů jejich svěřenců. Proto preferují kratší pobyt ve vyšší nadmořské výšce bez střeleckých tréninků nebo tréninkový model dopoledního kondičního tréninku ve vyšší nadmořské výšce a odpoledního střeleckého tréninku ve střední nadmořské výšce. Tato empirická zkušenost trenérů biatlonu však nebyla vědecky podložena. Statisticky významné zhoršení efektivity střeleckého výkonu během vrcholných akcí, které byly pořádány v nadmořských výškách nad 1 500 m n. m., však nebylo prokázáno. Světové biatlonové soutěže nejsou pořádány ve vyšší nadmořské výšce, ale každý rok se jezdí světový pohár v italské Anterselvě (1 635 m n. m.), která se svou geografickou polohou blíží spodní hranici vyšší nadmořské výšky a tvoří desetinu světových závodů sezóny. S ohledem na historické konsekvence míst konání SP a jejich organizátory nepředpokládáme, že se procento SP ve vyšších nadmořských výškách bude zvyšovat. Větší variabilita může nastat u MS a ZOH. K těmto světovým soutěžím je směřována celoroční příprava biatlonistů, včetně tréninku ve vyšší nadmořské výšce. Historicky se většina ZOH pořádala v nadmořské výšce nad 1 000 m n. m. Jedny z posledních ZOH (Salt Lake City, 2002; Torino, 2006) se konaly v nadmořských výškách nad 1 500 m n. m. a z klimatických důvodů bude zřejmě tento trend pokračovat. ZÁVĚR Přehledová studie shrnuje dostupné poznatky týkající se vyšší nadmořské výšky a biatlonu. K problematice biatlonu a vyšší nadmořské výšky je k dispozici relativně málo informací, zejména týkajících se střeleckého výkonu. Kondiční předpoklady nejlepších biatlonistů jsou srovnatelné, a proto se výsledky soutěží odvíjí zejména od úspěšné střelby a načasování formy sportovce. Biatlonisté oproti běžcům na lyžích nedosahují tak vysokých hladin koncentrace hemoglobinu a hematokritu. Adaptace na vyšší nadmořskou výšku nemusí mít, narozdíl od kondičního tréninku, vliv na zlepšení výsledků střeleckého výkonu v nížině a ve střední nadmořské výšce. Zdá se, že biatlonisté nepřikládají přípravě ve vyšší nadmořské výšce takový význam jako běžci na lyžích. K této domněnce přispívají svými názory i někteří trenéři, kteří poukazují na nízkou efektivitu střelby ve vyšší nadmořské výšce a následnou destabilizaci střeleckého výkonu v nížině. Jejich názory však nejsou podloženy žádným výzkumem. Z historického přehledu nadmořských výšek SP, MS a ZOH je zřejmé, že závody pořádané od 1 500 m n. m. tvoří nezanedbatelný podíl v kalendáři světových soutěží. Zejména k MS a ZOH se směřuje celoroční příprava biatlonistů, do které je trénink ve vyšší nadmořské výšce často zařazován. Proto by bylo vhodné věnovat problematice přípravy biatlonistů v hypoxických podmínkách náležitou pozornost, a to nejen kvůli závodům pořádaným ve střední nadmořské výšce, ale i z hlediska zvýšení výkonnosti sportovců pro soutěže konané v nížině. Informace získané na základě této přehledové studie jsou rozporuplné. Na jedné straně jsou výkony elitních biatlonistů velmi vyrovnané, proto může hrát adaptace na 16
hypoxické podmínky významnou roli a vést ke zvýšení kvality výsledků. Na druhé straně se zdá, že biatlonisté nevyužívají v takové míře tréninku ve vyšší nadmořské výšce jako běžci na lyžích a že z hlediska stabilně přesné střelby je vhodnější trénovat střelbu v nížině. Na základě výše zmíněných nesrovnalostí by bylo vhodné znalosti rozšířit prostřednictvím experimentu. LITERATURA CASAS, M. et al. (2000) Intermittent hypobaric hypoxia induces altitude acclimation and improves thelactate treshold. Barcelona : Facultat de Biologia. DICK, F. W. (1992) Training at altitude in practice. Inter. J. Sports Med., 13, p. 203–205. DOVALIL, J. a kol. (1999) Sportovní výkon ve vyšší nadmořské výšce. Praha : ČOV. FENCL, S. (1979) Jednotný tréninkový systém SZBZ a DZBZ. Praha : Svazarm. GANONG, W. F. (1993) Přehled lékařské fyziologie. Praha : H & H. HEINECKE, K. et al. (2005) A three-week traditional altitude training increases hemoglobin mass and red cell volume in elite biathlon athletes. Inter. J. Sports Med., 26, p. 350–355. HENDL, J. (2007) Role přehledu ve vědě. Česká kinantropologie, 11, s. 5–9. LEVINE, B. D., STRAY-GUNDERSEN, J. (1997) “Living high-training low”: effect of moderate-altitude acclimatization with low-altitude training on performance. J. Applíed Physiology, 83, p. 102–112. MANFREDINI, F. et al. (2009) Blood parameters and biathlon performance. Inter. J. Sports Med., 49, p. 208–213. MANFREDINI, F. et al. (2003) Blood tests and fair competition: The biathlon experience. Inter. J. Sports Med., 24, p. 352–358. MANFREDINI, F. et al. (1999) Blood testing in biathlon: Observation of hematocrit values during competitive periods 1994–1997. Inter. J. Sports Med., 20, p. 403–406. POOTMANS, J. H. (1984) Transport de ľoxygene et adaptations métaboliques lors de ľexercise en altitude. Rev. Amic. Entraîn Franc. Athlét, 89, p. 13–14. PŮŽA, B. (2006) Efektivita střelby vrcholových biatlonistek v závislosti na rozdílných nadmořských výškách závodních tratí [online]. Masarykova univerzita v Brně. Dostupné z http://is.muni.cz/ th/68569/fsps_d/. RUNDELL, K. W., SZMERDA, L. (1998) Energy cost of rifle carriage in biathlon skiing. Med. Science Sports Exercise, 30, p. 570–576. STRAY-GUNDERSEN, J. et al. (2003) Abnormal hematologic profiles in elite cross-country skiers: blood doping or? Clinical J. Sports Med., 13, p. 132–137. VANĚK, M. (1968) Vliv nadmořské výšky Mexico City na psychickou složku sportovní výkonnosti. Teorie Praxe Těl. Vých., 16, s. 408–501. VIDEMAN, T. et al. (2000) Changes in hemoglobin values in elite cross-country skiers from 1987 to 1999. Scand. J. Med. Science Sports, 10, p. 98–102. VOGEL, J. A. et al. (1966) Cardiovascular fiction during exercise at high altitude, In The international symposium on the effect of altitude on physical performance. Chicago : The Athletic Institute. VOGT, M., HOPPELER, H. (2010) Is hypoxia training good for muscles and exercise performance? Progress Cardiovasc. Disease, 52, p. 525–533. WILBER, L. R. (2004) Altitude training and Athletic perfomance. Champaign, IL : Human Kinetics. ZICHÁČEK, M. (2000) Vyhodnocení střelecké výkonnosti ve světovém poháru biatlonu jako limitujícího faktoru reprezentantů ČR v biatlonu mužů. Brno : KTK PdF MU.
Internetové zdroje
www.antidoping.cz [online 15.5.2011] www.biathlonworld.com [online 2.6.2011] www.fis-ski.com [online 10.5.2011]
Mgr. Adéla Boudíková UK FTVS, J. Martího 31, 162 52 Praha 6-Veleslavín e-mail:
[email protected] 17
